La ley de los gases ideales describe el comportamiento de los gases a altas temperaturas y bajas presiones. Establece que la presión y el volumen de un gas son directamente proporcionales a la temperatura y cantidad de moles, y están inversamente proporcionales entre sí. La ecuación clave es PV=nRT, donde P es la presión, V el volumen, n la cantidad de moles de gas, R la constante universal de los gases, y T la temperatura.

1. Ley de los gases ideales
Esta ley se plasma en una ecuación que muestra el
comportamiento de un gas conformado por partículas que no
interactúan entre si, cuyos choques son completamente
elásticos, además de tener un volumen nulo, estas
condiciones no las tiene ningun gas real pero se acercan
bastante los gases formados por moleculas monoatómicas, en
condiciones de alta temperatura y baja presión , teniendo en
cuenta esto la ecuación de los gases ideales es una buena
aproximación bajo estas condiciones, pero a altas presiones y
bajas temperaturas hay que aplicar otras ecuaciones como son
las de los gases reales.
PV =k Ley de Boyle
V = kT Ley de Charles
V = kn Ley de Avogadro

2. Las anteriores leyes mostraban un comportamiento que se había
determinado experimentalmente pero Èmile Clapeiron decidio
en 1834 unificarlas, para encontrar una sola ecuación que
funcionara para cualquier problema de gases, esto lo hizo
encontrando todas las relaciones de volumen y unificandolas en
una sola.
V = k (1/P) Ley de Boyle
V = kT Ley de Charles
V = kn Ley de Avogadro
Estas tres ecuaciones se pueden condensar en la siguiente
ecuación:
V = k (1/P) T n
V P = k T n
k se puede reemplazar por otra constante llamada R con el fin
de no confundirla con las constantes de las anteriores leyes

3. Con lo que finalmente la ecuación de la ley de los gases ideales
queda así:
PV = n R T
El valor de R se determina teniendo en cuenta las condiciones
normales de presión y temperatura así como el volumen molar
de un gas ideal a estas condiciones, el cual experimentalmente se
determino que era de 22.4136 litros, con estos valores se calcula R
de la siguiente manera:
R= (1 atm * 22.4136 litros)/(1 mol * 273.15 K) = 0.08256 (litro*
atm)/(mol * kelvin)
el valor de R varia dependiendo de las unidades que se usen,
debido a esto hay que tener cuidado de usar el R correcto, por
ejemplo si no usaramos atmosferas como unidad de presión sino
pascales el R seria el siguiente:
R = 8.3143 x 103 (litro*pascal)/(mol * kelvin)

4. EJERCICIOS RESUELTOS
1. Una masa de nitrógeno ocupa 5 litros bajo una presión de 740 mm Hg.
Determina el volumen de la misma masa de gas a una presión de 760 mm
Hg, permaneciendo constante la temperatura.
Solución :
Se trata de un ejercicio de Leyes de los Gases que hace referencia a la Ley de Boyle-
Mariotte, ya que la temperatura permanece constante y varían el volumen y la
presión. Esta ley dice que ambas magnitudes, presión y volumen, son inversamente
proporcionales:
Basta con despejar el volumen final:

5. 2. Cierta cantidad de gas ocupa un volumen de 34 mL a la presión de
200 mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará a la presión de 840 mm de Hg?
Solución :
En este problema la temperatura permanece constante, por lo que
hemos de aplicar la Ley de Boyle-Mariotte:

6. 3. Isobáricamente, el volumen de un gas se duplica. Si la temperatura
inicial es 27 C, calcula la temperatura final.
solución :
Isobarico significa a presion constante por lo tanto
Aplicando la ley de Charles:
Debemos tener en cuenta que la temperatura ha de ser expresada
en escala absoluta:
Como el volumen se duplica entonces V2 = 2V1

7. 4. Una muestra de gas ocupa un volumen de 44,8 litros en condiciones
estándar, es decir, 25 C de temperatura y una presión de una atmósfera.
¿Cuál será su presión a una temperatura de 34 C, manteniendo el
volumen constante
Solución :Es necesario trabajar con la temperatura en escala
absoluta. Lo primero será expresar los valores de temperatura
de manera correcta:
Como el volumen es constante, aplicamos la Ley de Gay-Lussac:

8. 5. ¿A qué temperatura se encuentran 20 moles de un gas, sometidos a una
presión de 3 atm en un recipiente de 10 litros?
PV = nRT donde P = presión, V = volumen, n = moles T=
temperatura
R = constante igual a 0.08205 (litros atmosfera) / (mol K)
despejar T:
T = PV/ nR
T= 3 atm x 10 litros / 20 moles x 0.08205 (litros atmosfera) / (mol
K)
T= 18.28 K